CN217983459U - 电池和电子装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种电池和电子装置，该电池包括具有腔体的壳体和位于所述腔体内的电芯，所述电芯至少包括一个功能表面，所述功能表面设置有N个相互独立的连接件，N≥1；所述连接件与所述功能表面相对设置的腔体内壁相连接，能防止电芯在壳体内出现晃动现象，提高电池的结构稳定性和安全性。

Description

电池和电子装置

技术领域

本实用新型属于锂离子电池领域，具体涉及一种电池和电子装置。

背景技术

锂离子电池是常用的电化学储能装置，被广泛应用于电子消费品。随着锂离子电池市场需求的增加，生产商不断提高电池的生产效率来满足市场需求，与此同时，锂离子电池的稳定性成为制约锂离子电池生产、质量的重要因素。

传统电池中，电芯在入壳后与壳体之间没有连接体，在运输、组装等过程中容易出现电芯晃动现象，不利于电池的结构稳定性，影响电池寿命，严重时有安全隐患。

实用新型内容

本实用新型提供一种电池和电子装置，该电池包括具有腔体的壳体和位于腔体内的电芯，通过使连接件与电芯功能表面相对设置的腔体内壁相连接，能防止电芯在壳体内出现晃动现象，提高电池的结构稳定性和安全性。

本实用新型的一方面，提供一种电池，包括具有腔体的壳体和位于腔体内的电芯，电芯至少包括一个功能表面，功能表面设置有N个相互独立的连接件，N≥1；连接件与功能表面相对设置的腔体内壁相连接。

在本实用新型的一实施方式中，腔体包括相对设置的两个平面壁和位于两个平面壁之间且围设于两个平面壁设置的侧壁；电芯包括与至少一个平面壁相对设置的功能表面。

在本实用新型的一实施方式中，电芯为叠片电芯，功能表面的延伸方向与所叠片电芯的层叠方向垂直；或者，

电芯为卷绕电芯，功能表面的延伸方向与卷绕电芯的轴向方向一致。

在本实用新型的一实施方式中，N个连接件位于功能表面的边缘内部。

在本实用新型的一实施方式中，N个连接件的总面积为S总，功能表面的面积为S，10％＜S总/S＜80％。

在本实用新型的一实施方式中，至少一个连接件的边缘与功能表面的边缘的最小距离不小于0.5mm。

在本实用新型的一实施方式中，至少一个连接件的厚度为0.05mm-0.4mm。

在本实用新型的一实施方式中，连接件为胶层。

在本实用新型的一实施方式中，腔体内壁具有凹坑区域，凹坑区域的面积是腔体内壁面积的10％-30％。

在本实用新型的一实施方式中，连接件的剥离力不小于5N。

在本实用新型的一实施方式中，电芯为叠片电芯，叠片电芯包括依次层叠设置的第一极片、隔膜和第二极片；第一极片包括第一金属片和位于第一金属片的第一活性物质层；第一金属片的背离第一活性物质层的一侧表面与连接件连接。

在本实用新型的一实施方式中，第一极片和第二极片分别包括有自一侧延伸出的极耳；极耳在电芯的厚度方向上的投影与连接件在电芯的厚度方向上的投影不重合。

本实用新型的另一方面，提供一种电子装置，包括上述的电池。

本实用新型的实施，至少具有以下有益效果：

本实用新型提供的电池，包括具有腔体的壳体和位于腔体内的电芯，电芯的功能表面设置有连接件，通过使连接件与功能表面相对设置的腔体内壁相连接，可以实现壳体和电芯的相互固定，从而改善了电芯在壳体内的晃动问题，提高电池的结构稳定性和安全性，且本实用新型的电池结构简单，组装方便。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本实用新型的实施例，并与说明书一起用于解释本实用新型的原理。

图1a是本实用新型一实施例提供的电池的安装示意图一；

图1b是本实用新型一实施例提供的电池的安装示意图二；

图2是本实用新型一实施例提供的电池的壳体的结构示意图；

图3是本实用新型一实施例提供的盖板对应的平面壁的示意图一。

附图标记说明：

1：壳体；

11：底盖；

12：盖板；

13：竖板；

14：注液孔；

15：导电件；

16：绝缘胶层；

17：延伸部；

18：凹坑区域；

2：电芯；

3：连接件；

31：第一连接件；

32：第二连接件；

4：极耳；

5：腔体；

通过上述附图，已示出本实用新型明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本实用新型构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本实用新型的概念。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”、“相连”等应做广义理解，例如，可以是固定连接、也可以是可拆卸连接，也可以是一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接等；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接连接，也可以是两个元件内部连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述属于在本实用新型中的具体含义。

需要说明，本实用新型实施例中所有“第一”、“第二”等术语仅用于描述目的，例如区分各部件，以更清楚说明/解释技术方案，而不能理解为指示或暗示所指示的技术特征的数量或具有实质性意义的顺序等含义。另外，在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

请参照图1a、图1b，本实用新型提供的一种电池，包括具有腔体5的壳体1和位于腔体5内的电芯2，电芯2至少包括一个功能表面，功能表面设置有N个相互独立的连接件3，N≥1。

请参照图1a、图1b，本实用新型中，壳体1用于封装电芯2，壳体1围设成具有容纳空间的腔体5，能够将电芯2设置在腔体5内，以实现封装电芯2的目的，壳体1还具有腔体5内壁。

电芯2在腔体5内，电芯2的表面按照是否设置连接件3可以分为功能表面和非功能表面，在功能表面设置连接件3，非功能表面不设置连接件3。

本实用新型通过在电芯2的表面设置连接件3，通过连接件3实现功能表面和与功能表面相对设置的腔体5内壁的连接，从而能够实现电芯2相对于腔体5内部的固定，防止电芯2在壳体1内出现晃动现象，提高电池的结构稳定性和安全性。

上述每个功能表面上的连接件3可以是一个或多个，当连接件3为多个时，多个连接件3可以接触，也可以不接触，无论是接触还是不接触，每个连接件3之间相互独立，并非一体成型，可以各自独立地设置。

本实用新型中，腔体5包括相对设置的两个平面壁和位于两个平面壁之间且围设于两个平面壁设置的侧壁；电芯包括与至少一个平面壁相对设置的功能表面，即，可以有一个平面壁与电芯的功能表面通过连接件3相连，也可以是两个平面壁与相对应的功能表面均通过连接件3相连。

腔体5是由壳体围设而成，本实用新型对壳体的形状不进行限定，在一种实施方式中，请参照图1a，壳体1可以包括底盖11、多个竖板13，其中多个首尾依次相连的竖板13围成顶部开口和底部开口的筒状，底盖11盖设于底部开口，与底部开口处适配，以使得底盖11与多个首尾依次相连的竖板13组成顶部开口的容纳腔，电芯2位于容纳腔内。

请参照图1b、图2，壳体1还可以包括盖板12，盖板12盖设于顶部开口处，且与顶部开口处适配，以使得盖板12覆盖顶部开口。

本实用新型对底盖的形状不进行限定，在一种实施方式中，底盖11可以是矩形底板，具体实施过程中，可以将多个竖板13围绕矩形底板设置，并抵靠在矩形底板的边缘，矩形底板和多个首尾依次相连的竖板13共同围设成具有容纳空间的腔体5。

为了实现底盖11和多个首尾依次相连的竖板13固定连接，底盖11和多个首尾依次相连的竖板13可以通过焊接的方式连接，也可以通过胶接的方式连接。

本实用新型中，底盖11和多个首尾依次相连的竖板13可以是一体化注塑成型，也可以是组装成型。

其中，盖板12与竖板13在远离底盖11的端部连接，以封装电芯2。盖板12与竖板13可以通过焊接的方式连接，也可以通过胶接的方式连接。

为了实现盖板12与竖板13的固定连接，可以在竖板13远离底盖11的端部设置延伸部17，延伸部17与竖板13垂直且朝向远离容纳腔的方向延伸，将上述电芯置于容纳腔后，可以通过连接盖板12与延伸部17，以达到封装电芯的目的。

在上述实施例中，延伸部17可以沿着竖板13的四周边缘设置，将延伸部17与盖板12的四周边缘连接，以实现封装的目的，盖板12的四周边缘与延伸部17可以通过焊接连接，也可以通过胶接的方式连接。

本实用新型中，腔体5可以是由上述一种实施方式中的壳体1围设而形成的，与上述底盖11和盖板12相对应，腔体5的内部形成有两个相对设置的平面壁，即底盖11和盖板12靠近腔体的一侧为平面壁，分别记为第一平面壁和第二平面壁。与上述竖板13相对应，腔体5的内部形成位于两个平面壁之间且围设于两个平面壁设置的侧壁，即竖板13靠近腔体5的一侧为侧壁。

在一些实施例中，电芯2位于由壳体1围设形成的腔体5内，电芯2包括与至少一个平面壁相对设置的功能表面。与上述壳体相对应，电芯2的功能表面与底盖11和/或盖板12相对设置，即，电芯2的功能表面可以与底盖11相对设置，或者，电芯2的功能表面可以与盖板12相对设置。

基于连接件3与功能表面相对设置的腔体5内壁相连的需求，连接件3可以设置在电芯与盖板12相对应的平面壁之间，也可以设置在电芯与底盖11相对应的平面壁之间，也可以同时设置在电芯2与盖板12相对应的平面壁之间和电芯2与底盖11相对应的平面壁之间。

在上述实施例中，电芯2由多个电极片组成，电芯2可以是多个电极片层叠设置的层叠电芯，也可以是多个电极片卷绕设置的卷绕电芯。

请参照图1a，在一些实施例中，电芯2为叠片电芯，该叠片电芯由多个电极片层叠设置形成的，层叠设置的多个电极片使得电芯具有一定的厚度，功能表面的延伸方向与叠片电芯的层叠方向垂直，即连接件3的延伸方向可以与叠片电芯的层叠方向垂直。

在另一些实施例中，电芯2为卷绕电芯，卷绕式电芯是多个电极片层叠卷绕形成的，功能表面的延伸方向与卷绕电芯的轴向方向一致，其中卷绕电芯的轴向方向与卷绕方向一致，即连接件3的延伸方向可以与卷芯的轴向方向一致。

请参照图1a、图1b，以多个电极片层叠设置为例，当壳体1和电极片水平放置时，电芯2的底部与腔体5的第一平面壁相对，电芯2的顶部与腔体5的第二平面壁相对，将电芯2的底部作为第一功能表面，将电芯2的顶部作为第二功能表面。

请参照图1a、图1b，电芯2位于腔体5内，第一功能表面与第一平面壁相对设置，第二功能表面与第二平面壁相对设置，第一功能表面与第一平面壁通过两个相互独立的第一连接件31固定连接，第二功能表面与第二平面壁通过两个相互独立的第二连接件32固定连接，更有利于壳体和电芯相互固定。

通过在电芯2的底部和顶部设置连接件3，再使连接件3与底部和顶部相对设置的腔体5内壁连接，有助于缩小电芯2在壳体1内部在纵向方向上的活动空间，可以使连接件牢固附着在电芯和腔体5内壁之间，避免电芯2在壳体1内部的晃动。此外，这种固定连接方式还具有简单、成本低等优势。

为了防止连接件3的边缘超出功能表面的边缘，N个连接件3位于功能表面的边缘内部，避免占用腔体5内的空间较大，增加成本。

为确保连接件3与功能表面有足够的接触面积，在一些实施例中，N个连接件3的总面积为S总，功能表面的面积为S，10％＜S总/S＜80％，有效保证了连接件3与功能表面的接触面积，增加连接件的连接强度，防止电芯2在壳体1内部晃动。

连接件3通常设置在靠近功能表面的中间位置上，至少一个连接件3的边缘与功能表面的边缘的最小距离不小于0.5mm，进一步限定连接件靠近功能表面的中间位置，能保证连接件与功能表面接触更均匀，进一步提高连接件的固定作用。

本实用新型对连接件3的厚度不作限定，若连接件3的尺寸过大，连接件3的占用空间较大，影响电芯的性能，且增加制作的成本，且不利于电池的能量密度，连接件3的尺寸过小，固定作用较小，因此，在一些实施例中，至少一个连接件3的厚度为0.05mm-0.4mm，例如0.05mm、0.1mm、0.15mm、0.2mm、0.25mm、0.3mm、0.35mm、0.4mm或其中的任意两者组成的范围。

本实用新型对连接件3的结构不作限定，只要能够连接功能表面和腔体5内壁即可，为了降低成本，可以设置连接件3为胶层，胶层可以是由热熔胶形成的胶层，具有粘接作用，以使得连接件3能够牢固附着在功能表面和腔体5内壁上，发挥固定作用。

在上述实施例中，热熔胶可以在加热作用下变为熔融状态，热熔胶的熔融的温度范围为40℃-80℃，能够使得热熔胶形成的胶层填充于功能表面与腔体5内壁之间的间隙，进一步缩小电芯2在壳体1内的活动范围，避免了电芯2在壳体1内部的晃动。

在本实用新型的具体实施过程中，可以先将电芯2、壳体1、热熔胶按照上述实施例的方式放置在一起，然后采用热压机，使热熔胶在电芯2的功能表面与相对设置的腔体5内壁之间形成胶层，以固定电芯2和壳体1。

在上述实施例中，热压机的设定条件可以为：温度范围为40℃-80℃，压力范围为300KgN-900KgN，保压时间为1s-8s。

若连接件3为多个时，可以采用点胶、刷胶等方式将胶层的原料置于电芯的功能表面和腔体5内壁之间。

在一些实施例中，腔体5内壁的部分区域具有凹坑区域，凹坑区域位于腔体5内壁的部分区域并形成图案，图案可自由设置。以盖板12相对应的平面壁为例，如图3所示，在盖板12相对应的平面壁上具有凹坑区域18。

通常凹坑区域设有凹坑，凹坑背离腔体内壁凹陷，通过设置凹坑可以使得壳体上不用单独设置防爆槽，当组装的电池内部短路，存在压力时，可以从凹坑区域泄压。

在上述实施例中，连接件可以与相对设置的腔体内壁的凹坑区域相连接。若表面凹坑较多，不易于连接，连接力小；若表面凹坑较少，则难以实现连接，因此，凹坑区域的面积是腔体内壁面积的10％-30％。

在本实用新型的具体实施过程中，通过激光清洗的方式对腔体内壁进行清洗，从而可以形成凹坑。在激光清洗过程中，可使用氮气等气源进行吹气。以图3为例，可以在盖板12相对应的平面壁上沿着凹坑区域18的形状进行激光清洗，最终可获得凹坑区域18。

其中，具体可以采用激光器进行上述激光清洗，例如使用YAG(钇铝石榴石晶体)激光器。

在本实用新型的具体实施方式中，采用抗压力试验机对上述胶层进行90度剥离力测试，测得剥离力不小于5N，说明连接件能够起到稳定的固定连接作用，还能防止连接件脱落。

热熔胶可以采用常规方法获得，例如，热熔胶的原料组成可以是聚对苯二甲酸乙二醇酯，本实用新型在此不作限定。

相关技术中，电芯包括电芯本体，采用隔膜包覆电芯本体的侧面，本实用新型中，可以将电芯2中靠近腔体5内壁的表层设置为电极片，然后将连接件3设置在电极片上，以增加电池的能量密度。

当电芯2为叠片电芯，叠片电芯在层叠方向上的至少一个外侧介质为电极片，优选为两个外侧介质均为电极片。多个电极片层叠设置，在层叠方向上，电芯2具有靠近腔体内壁的第一表层和第二表层，第一表层可以是电极片，或者，第二表层可以是电极片。

进一步地，叠片电芯包括依次层叠设置的第一极片、隔膜和第二极片；第一极片包括第一金属片和位于第一金属片的第一活性物质层；第一金属片的背离第一活性物质层的一侧表面与连接件3连接。

在另一些实施例中，电芯2为卷绕电芯，卷绕电芯的外周为电极片。

示例性地，电芯2包括电芯本体和从电芯本体上延伸出的电极片收尾端，将收尾端与电芯本体的侧面贴合。

在上述实施例中，电极片可以包括正极片和负极片。

本实用新型对电池的组装方式不作限定，可以采用以下方式组装，以叠片电芯为例，电芯2具有与电芯2的厚度方向平行的连接端面，由连接端面伸出若干个子极耳4，每个子极耳4均与电极片平行，若干个子极耳4依次层叠的设置，层叠在一起的多个子极耳4的电性相同，例如，层叠在一起的多个子极耳4对应的电极片均为正极片，或者，层叠在一起的多个子极耳4对应的电极片均为负极片。

在上述实施例中，多个子极耳4位于壳体1围设的腔体5内，多个子极耳4均与壳体1连接。极耳4在电芯的厚度方向上的投影与连接件3在电芯的厚度方向上的投影不重合。

在上述实施例中，连接端面可以采用绝缘胶包覆，能够防止极耳4与壳体1接触，发生短路。

请参照图1a、图1b、图2，本实用新型中，壳体1具有与连接端面相对设置的连接侧壁，连接侧壁上还设置有至少一个导电件15，导电件15与连接端面相对设置，每个子极耳4均与导电件15电连接。

导电件15位于连接侧壁上，导电件15贯穿连接侧壁，导电件15在背离连接侧壁的一侧具有凸起，凸显在壳体外部。

可选的，连接侧壁上设置有与凸起相对应的安装孔，凸起穿设于安装孔内，凸起用于与外部设备连接，实现电芯2的电连接。

为了防止导电件与连接侧壁相互影响，导电件15和连接侧壁之间还设置有绝缘胶层16，绝缘胶层16上设置有与安装孔正对的通孔，绝缘胶层16能够防止导电件15与连接侧壁相互影响。

通常使绝缘胶层的横截面积大于导电件的横截面积，通孔的尺寸大于或等于安装孔的尺寸。

本实用新型对导电件15的形状不进行限定，导电件15的截面形状可以是长方形，也可以是圆形，与之相对应的安装孔和通孔的形状可以是长方形，也可以是圆形。

为实现电解液的注入，壳体1上还设置有注液孔14，电解液通过注液孔14注入壳体内，连接件与电解液不发生反应。

为了对注液孔进行封堵，电池还包括密封件，密封件与注液孔14相匹配，用于封堵注液孔14，以密封壳体1。

密封件与注液孔14的连接方式可以采用常规方法，密封件与注液孔14可以采用焊接的方式连接，也可以采用胶接的方式连接，本实用新型在此不作限定。

在上述实施例中，注液孔14、导电件15可以都设置在壳体的连接侧壁上。

本实用新型中，壳体1的原料可以是金属材质，例如可以是不锈钢、镍、不锈钢镀镍、铜镀镍等材质，即上述底盖11、竖板13、盖板12的原料可以是金属材质，底盖11、竖板13、盖板12的原料可以相同，也可以不同，负电极片为铜箔，正极片为铝箔。

本实用新型还提供一种电子装置，包括上述的电池。

在上述实施例中，利用电池作为电子装置的能量来源，可以将本实用新型提供的电池固定在电子设备内，该电池具有良好的结构稳定性和安全性，能为电子设备稳定供电。

本实用新型提供的电池和电子装置，该电池包括具有腔体5的壳体1和位于腔体5内的电芯2，通过在腔体5内壁与功能表面之间设置连接件3，可以实现壳体1和电芯2的相互固定，从而改善了电芯2在壳体1内的晃动问题，提高电池的结构稳定性和安全性，且电池结构简单，组装方便，将上述电池应用在电子装置中，能够提高电子装置的稳定性和安全性。

这里需要说明的是，本实用新型实施例涉及的数值和数值范围为近似值，受制造工艺的影响，可能会存在一定范围的误差，这部分误差本领域技术人员可以认为忽略不计。

另外，本实用新型各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (13)

1.一种电池，其特征在于，包括具有腔体的壳体和位于所述腔体内的电芯，所述电芯至少包括一个功能表面，所述功能表面设置有N个相互独立的连接件，N≥1；

所述连接件与所述功能表面相对设置的腔体内壁相连接。

2.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述腔体包括相对设置的两个平面壁和位于两个平面壁之间且围设于两个所述平面壁设置的侧壁；

所述电芯包括与至少一个所述平面壁相对设置的功能表面。

3.根据权利要求1或2所述的电池，其特征在于，所述电芯为叠片电芯，所述功能表面的延伸方向与所述叠片电芯的层叠方向垂直；或者，

所述电芯为卷绕电芯，所述功能表面的延伸方向与所述卷绕电芯的轴向方向一致。

4.根据权利要求1或2所述的电池，其特征在于，N个所述连接件位于所述功能表面的边缘内部。

5.根据权利要求1或2所述的电池，其特征在于，N个所述连接件的总面积为S总，所述功能表面的面积为S，10％＜S总/S＜80％。

6.根据权利要求1或2所述的电池，其特征在于，至少一个所述连接件的边缘与所述功能表面的边缘的最小距离不小于0.5mm。

7.根据权利要求1或2所述的电池，其特征在于，至少一个所述连接件的厚度为0.05mm-0.4mm。

8.根据权利要求1或2所述的电池，其特征在于，所述连接件为胶层。

9.根据权利要求1或2所述的电池，其特征在于，所述腔体内壁具有凹坑区域，所述凹坑区域的面积是腔体内壁面积的10％-30％。

10.根据权利要求1或2所述的电池，其特征在于，所述连接件的剥离力不小于5N。

11.根据权利要求1或2所述的电池，其特征在于，所述电芯为叠片电芯，所述叠片电芯包括依次层叠设置的第一极片、隔膜和第二极片；

所述第一极片包括第一金属片和位于所述第一金属片的第一活性物质层；

所述第一金属片的背离所述第一活性物质层的一侧表面与所述连接件连接。

12.根据权利要求11所述的电池，其特征在于，

所述第一极片和所述第二极片分别包括有自一侧延伸出的极耳；

所述极耳在所述电芯的厚度方向上的投影与所述连接件在所述电芯的厚度方向上的投影不重合。

13.一种电子装置，其特征在于，包括权利要求1-12任一项所述的电池。

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